JP2016111912A - Motor drive device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor drive device capable of preventing deterioration of motor efficiency even when a hole element is intermittently driven.SOLUTION: A motor drive comprises: an internal regulator 13 that intermittently drives by intermittently outputting a driving voltage to Hall elements 2U, 2V, and 2W; a drive circuit 11 that generates an applied voltage to be applied to driving windings LU, LV, and LW of a three-phase brushless DC motor M and outputs; Hall amplifiers AmpU, AmpV, and AmpW that detects a zero cross detection timing so that a Hall voltage outputted from the Hall elements 2U, 2V, and 2W is zero-crossed, and generated Hall signals HU, HV, and HW; a rotation control part 12 that drives the drive circuit 11; and an advance value generation part 16 that generates an advance value obtained by adding a zero-cross detection timing delay caused by the intermittent driving of the Hall elements 2U, 2V, and 2W. The rotation control part 12 allows a phase of the applied voltage to advance based on the advance value generated by the advance value generation part 16.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ブラシレスDCモータを駆動するモータ駆動装置に関する。   The present invention relates to a motor drive device that drives a brushless DC motor.

近年、エアコンや空気清浄機等のファンモータとして用いられているブラシレスDCモータは、駆動方式のインバータ化による低消費電力化のみならず、ブラシレスDCモータを駆動するモータ駆動装置の低消費電力化が求められている。通常動作時において、モータ駆動装置の制御電源の消費電流のうち約70%程度がホール素子の駆動に用いられている。そこで、ホール素子用の電源をホール電圧のゼロクロス周期より十分短い周期で間欠駆動して消費電流を低減する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, brushless DC motors used as fan motors for air conditioners, air purifiers, etc. have not only reduced power consumption due to the drive inverter, but also reduced power consumption of motor drive devices that drive brushless DC motors. It has been demanded. During normal operation, about 70% of the current consumed by the control power supply of the motor drive device is used to drive the Hall element. In view of this, a technique has been proposed in which a Hall element power supply is intermittently driven with a period sufficiently shorter than the zero cross period of the Hall voltage to reduce current consumption (see, for example, Patent Document 1).

特開昭63−39486号公報JP 63-39486 A

しかしながら、従来技術のように、ホール素子用の電源を間欠駆動した場合には、モータ効率が悪化してしまうという問題点があった。図3は、ホール素子用の電源をDC駆動した場合のモータ効率と、ホール素子用の電源を間欠駆動した場合のモータ効率とを比較したグラフであり、縦軸はモータ駆動電流[mA]を、横軸は回転数[rpm]を示している。図3によると、ホール素子用の電源を間欠駆動した場合には、ホール素子用の電源をDC駆動した場合に比べて、モータ駆動電流が大きくなり、モータ効率が悪化していることが分かる。このモータ効率の悪化は、回転数が大きいほど顕著になる。   However, when the Hall element power supply is intermittently driven as in the prior art, there is a problem that the motor efficiency deteriorates. FIG. 3 is a graph comparing the motor efficiency when the Hall element power source is DC driven and the motor efficiency when the Hall element power source is intermittently driven, and the vertical axis indicates the motor drive current [mA]. The horizontal axis indicates the rotational speed [rpm]. As can be seen from FIG. 3, when the Hall element power source is intermittently driven, the motor drive current is increased and the motor efficiency is deteriorated as compared with the case where the Hall element power source is DC driven. This deterioration in motor efficiency becomes more prominent as the rotational speed increases.

本発明の目的は、上記の課題に鑑み、ホール素子を間欠駆動しても、モータ効率の悪化を防止することができるモータ駆動装置を提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a motor drive device that can prevent deterioration of motor efficiency even if a Hall element is intermittently driven.

本発明に係るモータ駆動装置は、上記の目的を達成するため、次のように構成される。
本発明のモータ駆動装置は、ロータの位置を検出する位置検出手段として前記ロータの磁極を検出して逆極性で一対のホール電圧を出力するホールセンサが配設されているブラシレスDCモータを駆動するモータ駆動装置であって、前記ホールセンサに対して駆動電圧を間欠出力して間欠駆動するホールセンサ用電源と、前記ブラシレスDCモータの駆動巻線に印加する印加電圧を生成して出力するドライブ回路と、前記ホールセンサから出力されるホール電圧がゼロクロスするゼロクロス検出タイミングを検出してホール信号を生成するホールアンプと、前記ホールアンプによって生成された前記ホール信号に基づいてロータの回転位置を把握して前記ドライブ回路を駆動する回転制御手段と、前記ホールセンサの間欠駆動に起因する前記ゼロクロス検出タイミングの遅れを加味した進角値を生成する進角値生成手段とを具備し、前記回転制御手段は、前記進角値生成手段によって生成された前記進角値に基づいて前記ドライブ回路から出力される前記印加電圧の位相を補正することを特徴とする。
また、本発明に係るモータ駆動装置は、ロータの位置を検出する位置検出手段として前記ロータの磁極を検出して逆極性で一対のホール電圧を出力するホールセンサが配設されているブラシレスDCモータを駆動するモータ駆動装置であって、前記ホールセンサに対して駆動電圧を間欠出力して間欠駆動するホールセンサ用電源と、前記ブラシレスDCモータの駆動巻線に印加する印加電圧を生成して出力するドライブ回路と、前記ホールセンサから出力されるホール電圧がゼロクロスするゼロクロス検出タイミングを検出してホール信号を生成するホールアンプと、前記ホールアンプによって生成された前記ホール信号に基づいてロータの回転位置を把握して前記ドライブ回路を駆動する回転制御手段と、入力された前記ホール電圧のゼロクロスタイミングを予測する電気角予測手段と、前記ホールセンサの間欠駆動に起因する前記ゼロクロス検出タイミングの遅れを加味した進角値を生成する進角値生成手段とを具備し、前記ホールセンサ用電源は、前記電気角予測手段による予測結果に基づいて、前記ホール電圧のゼロクロス前からゼロクロスが検出されるまでのゼロクロス直前期間は、前記ゼロクロス直前期間以外の期間に比べて、駆動電圧を間欠出力するデューティー比を大きくさせ、前記進角値生成手段は、前記ゼロクロス直前期間における前記ホールセンサの間欠駆動に起因する前記ゼロクロス検出タイミングの遅れを加味した進角値を生成させ、前記回転制御手段は、前記進角値生成手段によって生成された前記進角値に基づいて前記ドライブ回路から出力される前記印加電圧の位相を補正することを特徴とする。
The motor drive device according to the present invention is configured as follows to achieve the above object.
The motor driving apparatus of the present invention drives a brushless DC motor provided with a hall sensor that detects a magnetic pole of the rotor and outputs a pair of hall voltages with opposite polarities as position detecting means for detecting the position of the rotor. A motor driving device for intermittently driving a Hall sensor by intermittently outputting a driving voltage to the Hall sensor, and a drive circuit for generating and outputting an applied voltage to be applied to a driving winding of the brushless DC motor And a hall amplifier that generates a hall signal by detecting a zero-crossing detection timing at which the hall voltage output from the hall sensor zero-crosses, and a rotational position of the rotor is grasped based on the hall signal generated by the hall amplifier. Rotation control means for driving the drive circuit and the intermittent drive of the Hall sensor And an advance value generating means for generating an advance value that takes into account a delay in locross detection timing, and the rotation control means is based on the advance value generated by the advance value generating means. The phase of the applied voltage output from is corrected.
Further, the motor driving apparatus according to the present invention is a brushless DC motor in which a hall sensor for detecting a magnetic pole of the rotor and outputting a pair of hall voltages with opposite polarities is provided as position detecting means for detecting the position of the rotor. A motor driving device for driving a motor, intermittently driving a hall voltage to the hall sensor to intermittently drive the motor, and generating and outputting an applied voltage applied to the driving winding of the brushless DC motor. Drive circuit, a hall amplifier that detects a zero-crossing detection timing at which the hall voltage output from the hall sensor zero-crosses and generates a hall signal, and a rotor rotational position based on the hall signal generated by the hall amplifier Rotation control means for grasping the drive circuit and driving the drive circuit, and zero of the input Hall voltage An electrical angle predicting means for predicting a loss timing; and an advance value generating means for generating an advance value taking into account a delay in the zero-cross detection timing caused by intermittent driving of the Hall sensor, and the Hall sensor power supply Based on the prediction result by the electrical angle predicting means, the drive voltage is intermittently output in the period immediately before the zero cross of the Hall voltage until the zero cross is detected compared to the period other than the period immediately before the zero cross. A duty ratio is increased, the advance value generation means generates an advance value that takes into account the delay of the zero cross detection timing caused by intermittent driving of the Hall sensor in the period immediately before the zero cross, and the rotation control means Output from the drive circuit based on the advance value generated by the advance value generation means. And correcting the phase of the serial applied voltage.

本発明によれば、ホール素子の間欠駆動によるゼロクロス検出タイミングの遅れに起因する進角遅れを進角制御によって補正することができるため、ホール素子の間欠駆動に起因するゼロクロス検出タイミングの遅れに起因するモータ効率の悪化を防止することができるという効果を奏する。   According to the present invention, since the advance angle delay due to the delay of the zero cross detection timing due to the intermittent drive of the Hall element can be corrected by the advance angle control, the delay due to the delay of the zero cross detection timing due to the intermittent drive of the Hall element It is possible to prevent the deterioration of the motor efficiency.

本発明に係るモータ駆動装置の第1の実施の形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of 1st Embodiment of the motor drive device which concerns on this invention. 間欠駆動時におけるホール信号の遅れを説明するための波形図である。It is a wave form chart for explaining delay of a hall signal at the time of intermittent drive. ホール素子の間欠駆動によるモータ効率の悪化を示す図である。It is a figure which shows the deterioration of the motor efficiency by the intermittent drive of a Hall element. 本発明に係るモータ駆動装置の第2の実施の形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of 2nd Embodiment of the motor drive device which concerns on this invention. 図4に示す電気角予測部から出力される駆動切り換え信号例を示す波形図である。FIG. 5 is a waveform diagram illustrating an example of a drive switching signal output from the electrical angle prediction unit illustrated in FIG. 4. 図5に示す駆動切り換え信号によるデューティー比の切り換え例を説明するための波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram for explaining an example of duty ratio switching by the drive switching signal shown in FIG. 5. 図5に示す駆動切り換え信号によるデューティー比の切り換え例を説明するための波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram for explaining an example of duty ratio switching by the drive switching signal shown in FIG. 5. 図5に示す駆動切り換え信号による駆動電圧の切り換え例を説明するための波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram for explaining an example of switching of drive voltages by a drive switching signal shown in FIG. 5.

次に、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。なお、各図において、同一の構成には、同一の符号を付して一部説明を省略している。   Next, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and a part of the description is omitted.

(第1の実施の形態)
第1の実施の形態のモータ駆動装置1は、図1を参照すると、ドライブ回路11と、回転制御部12と、内部レギュレータ13と、発振器(OSC)14と、ホールアンプAmpU、AmpV、AmpWと、回転信号取り込み部15と、進角値生成部16とを備えている。
(First embodiment)
Referring to FIG. 1, the motor drive device 1 according to the first embodiment includes a drive circuit 11, a rotation control unit 12, an internal regulator 13, an oscillator (OSC) 14, a hall amplifier AmpU, AmpV, and AmpW. The rotation signal capturing unit 15 and the advance value generating unit 16 are provided.

ドライブ回路11は、主電源VBBから電力供給を得て、3相ブラシレスDCモータMの駆動巻線LU、LV、LWにそれぞれ印加する印加電圧UOUT、VOUT、WOUTを生成して出力する。ドライブ回路11は、例えば、トーテムポール型に接続された6個のNチャネル型MOS−FET又はIGBTで構成されている。   The drive circuit 11 obtains power supply from the main power supply VBB, generates and outputs applied voltages UOUT, VOUT, WOUT applied to the drive windings LU, LV, LW of the three-phase brushless DC motor M, respectively. The drive circuit 11 is composed of, for example, six N-channel MOS-FETs or IGBTs connected in a totem pole type.

回転制御部12は、入力されるホール信号HU、HV、HWに基づいてロータの回転位置を把握し、外部の制御部から入力される制御信号Vspに基づいてドライブ回路11を駆動する駆動信号(例えば、ドライブ回路11の6個のNチャネル型MOS−FETをそれぞれ駆動する6個のPWM信号)を生成する。   The rotation control unit 12 grasps the rotational position of the rotor based on the input hall signals HU, HV and HW, and drives the drive circuit 11 based on the control signal Vsp input from the external control unit ( For example, 6 PWM signals for respectively driving 6 N-channel MOS-FETs of the drive circuit 11 are generated.

内部レギュレータ13は、制御電源Vccから電力供給を得て、モータ駆動装置1の各部に電力を供給する。また、内部レギュレータ13は、3相ブラシレスDCモータMに例えば電気角120°毎に取り付けられているホール素子2U、2V、2Wを駆動する駆動電圧VReg(例えば、5V)を生成して出力するホールセンサ用電源として機能する。ホール素子2U、2V、2Wは、3相ブラシレスDCモータMのロータの位置を検出する位置検出手段であり、ロータの磁極を検出して逆極性で一対のホール電圧を出力するホールセンサである。そして、ホール素子2U、2V、2Wから出力されるホール電圧は、3相ブラシレスDCモータMの回転に伴って、抵抗RIと抵抗R2との分圧を中心にして電気角180°毎にゼロクロスする。   The internal regulator 13 obtains power supply from the control power supply Vcc and supplies power to each part of the motor drive device 1. Further, the internal regulator 13 generates and outputs a driving voltage VReg (for example, 5V) for driving the hall elements 2U, 2V, and 2W attached to the three-phase brushless DC motor M at an electrical angle of 120 °, for example. It functions as a power source for sensors. Hall elements 2U, 2V, and 2W are position detection means that detect the position of the rotor of the three-phase brushless DC motor M, and are Hall sensors that detect a magnetic pole of the rotor and output a pair of Hall voltages with opposite polarities. Then, the Hall voltage output from the Hall elements 2U, 2V, and 2W crosses zero every electrical angle of 180 ° around the partial pressure of the resistor RI and the resistor R2 as the three-phase brushless DC motor M rotates. .

内部レギュレータ13は、発振器(OSC)14から出力されるパルス信号に基づいてホール電圧のゼロクロス周期より十分短い周期で駆動電圧VRegを間欠出力する間欠駆動を行う。なお、駆動電圧VRegの出力端子と接地端子との間に、抵抗RIと、並列接続されたホール素子2U、2V、2Wと、抵抗R2とが接続されている。   The internal regulator 13 performs intermittent driving in which the driving voltage VReg is intermittently output based on the pulse signal output from the oscillator (OSC) 14 at a cycle sufficiently shorter than the zero cross cycle of the Hall voltage. A resistor RI, Hall elements 2U, 2V, and 2W connected in parallel and a resistor R2 are connected between the output terminal of the drive voltage VReg and the ground terminal.

ホール素子2Uから出力されるホール電圧HUP、HUNはホールアンプAmpUに、ホール素子2Vから出力されるホール電圧HVP、HVNはホールアンプAmpVに、ホール素子2Wから出力されるホール電圧HWP、HWNはホールアンプAmpWにそれぞれ入力される。   Hall voltages HUP and HUN output from the Hall element 2U are supplied to the Hall amplifier AmpU, Hall voltages HVP and HVN output from the Hall element 2V are supplied to the Hall amplifier AmpV, and Hall voltages HWP and HWN output from the Hall element 2W are Hall. Each is input to the amplifier AmpW.

ホールアンプAmpUは、入力された2つのホール電圧HUP、HUNを比較し、ホール電圧HUPがホール電圧HUNよりも高くなると、出力となるホール信号HUをLowレベルからHighレベルに切り換え、ホール電圧HUPがホール電圧HUN以下になると、出力となるホール信号HUをHighレベルからLowレベルに切り換える。ホールアンプAmpV、AmpWもホールアンプAmpUと同様に動作し、ホール信号HV、ホール信号HWをそれぞれ出力する。   The hall amplifier AmpU compares the two input hall voltages HUP and HUN. When the hall voltage HUP becomes higher than the hall voltage HUN, the hall signal HU to be output is switched from the low level to the high level. When the voltage drops below the Hall voltage HUN, the output Hall signal HU is switched from High level to Low level. The hall amplifiers AmpV and AmpW operate in the same manner as the hall amplifier AmpU, and output a hall signal HV and a hall signal HW, respectively.

回転信号取り込み部15は、入力されるホール信号HU、HV、HWに基づいて、例えば電気角60°毎にHighレベルとLowレベルとが切り換わる回転信号FGを生成し、生成した回転信号FGを外部の制御部に出力する。   Based on the input hall signals HU, HV, and HW, the rotation signal capturing unit 15 generates a rotation signal FG that switches between a high level and a low level, for example, every 60 ° of electrical angle, and generates the generated rotation signal FG. Output to an external control unit.

進角値生成部16は、外部の制御部から入力される制御信号Vspに基づく進角値を生成して回転制御部12に出力する。そして、回転制御部12は、入力された進角値に基づいて印加電圧UOUT、VOUT、WOUTの位相を進めることで、巻線電流を進ませ、誘起電圧と巻線電流の位相を合わせる進角補正を行う。なお、進角値生成部16における進角値の生成は、制御信号Vspに限ることなく、モータの特性や回転数、負荷トルク、外部からの指令等に基づいて行うようにしても良い。   The advance value generation unit 16 generates an advance value based on the control signal Vsp input from the external control unit and outputs the advance value to the rotation control unit 12. The rotation control unit 12 advances the phase of the applied voltages UOUT, VOUT, and WOUT based on the input advance value, thereby advancing the winding current, and the advance angle that matches the phases of the induced voltage and the winding current. Make corrections. The generation of the advance value in the advance value generation unit 16 is not limited to the control signal Vsp, but may be performed based on the characteristics of the motor, the rotational speed, the load torque, an external command, or the like.

図2において、(a)はDC駆動時の駆動電圧VReg、(b)はDC駆動時のホール電圧HUP、HUN、(c)は間欠駆動時の駆動電圧VReg、(d)は間欠駆動時のホール電圧HUP、HUN、(e)は間欠駆動時のホール信号HUがそれぞれ示されている。なお、図2では、駆動電圧VRegの間欠駆動時の周波数を説明のため実際よりも小さく表している。実際の駆動電圧VRegの間欠駆動時の周期は、例えば50μs(周波数は20kHz)であり、ホール電圧HUP、HUNのゼロクロス周期に比べて十分短くなる。ホール電圧HUP、HUNのゼロクロス周期は、3相ブラシレスDCモータMの極数が8極で回転数が1000rpmである場合、約7.5msとなる。   2, (a) is a driving voltage VReg at the time of DC driving, (b) is a hall voltage HUP and HUN at the time of DC driving, (c) is a driving voltage VReg at the time of intermittent driving, and (d) is a voltage at the time of intermittent driving. Hall voltages HUP, HUN, and (e) indicate a Hall signal HU during intermittent driving, respectively. In FIG. 2, the frequency at the time of intermittent driving of the driving voltage VReg is shown smaller than the actual frequency for the purpose of explanation. The period of the actual driving voltage VReg during intermittent driving is, for example, 50 μs (frequency is 20 kHz), which is sufficiently shorter than the zero-crossing periods of the Hall voltages HUP and HUN. The zero cross period of the Hall voltages HUP and HUN is about 7.5 ms when the number of poles of the three-phase brushless DC motor M is 8 and the rotation speed is 1000 rpm.

図2(a)に示すように、一定の駆動電圧VRegをホール素子2Uに印加するDC駆動時には、図2(b)に示すように、連続してホール電圧HUP、HUNが出力されるため、時刻t0、t1、t3においてホール電圧HUP、HUNのゼロクロスを正確に検出することができる。以下、ホール電圧のゼロクロスが検出されるタイミングをゼロクロス検出タイミングと称す。これに対し、図2(c)に示すように、ホール素子2Uに印加する駆動電圧VRegを間欠駆動させた場合には、図2(d)に示すように、ホール電圧HUP、HUNは、ホール素子2Uに駆動電圧VRegが印加される期間のみ出力される。従って、時刻t1において、ホール素子2Uに駆動電圧VRegが印加されていない場合には、ゼロクロス検出タイミングが次に駆動電圧VRegが印加される時刻t2になってしまう。このホール素子2U、2V、2Wの間欠駆動によるゼロクロス検出タイミングの遅れは、3相ブラシレスDCモータMにとっては進角遅れとなって現れ、モータ効率の悪化を招いてしまう。   As shown in FIG. 2A, during DC driving in which a constant driving voltage VReg is applied to the Hall element 2U, the Hall voltages HUP and HUN are continuously output as shown in FIG. The zero crossings of the Hall voltages HUP and HUN can be accurately detected at times t0, t1, and t3. Hereinafter, the timing at which the zero cross of the Hall voltage is detected is referred to as zero cross detection timing. On the other hand, when the drive voltage VReg applied to the Hall element 2U is intermittently driven as shown in FIG. 2C, the Hall voltages HUP and HUN are as shown in FIG. It is output only during the period when the drive voltage VReg is applied to the element 2U. Accordingly, when the drive voltage VReg is not applied to the hall element 2U at time t1, the zero-cross detection timing becomes time t2 when the drive voltage VReg is next applied. The delay of the zero cross detection timing due to the intermittent driving of the hall elements 2U, 2V, and 2W appears as an advance delay for the three-phase brushless DC motor M, resulting in deterioration of motor efficiency.

そこで、本実施の形態では、進角値生成部16において、ホール素子2U、2V、2Wの間欠駆動によるゼロクロス検出タイミングの遅れを加味した進角値を生成するように構成されている。すなわち、進角値生成部16は、ホール素子2U、2V、2Wの間欠駆動によるゼロクロス検出タイミングの遅れに起因する進角遅れを補正するホール検出遅れ進角補正値を算出し、算出したホール検出遅れ進角補正値を、制御信号Vspに基づいて生成した進角値に加算して出力する。   Therefore, in the present embodiment, the advance value generation unit 16 is configured to generate an advance value that takes into account the delay of the zero cross detection timing due to the intermittent drive of the Hall elements 2U, 2V, and 2W. That is, the advance angle value generation unit 16 calculates a hole detection delay advance angle correction value that corrects an advance angle delay caused by a delay in the zero cross detection timing due to intermittent driving of the hall elements 2U, 2V, and 2W, and calculates the detected hall detection. The delayed advance angle correction value is added to the advance angle value generated based on the control signal Vsp and output.

進角値生成部16には、ホール素子2U、2V、2Wを間欠駆動する周波数Fa(周期Ta=1/Fa)が予め設定されている。進角値生成部16は、入力されるホール信号HU、HV、HWに基づいて電気角1°の時間Tbを計測する。進角値生成部16に入力されるホール信号HU、HV、HWにおいて、HighレベルとLowレベルとが切り換わるタイミングは、ホール電圧のゼロクロスを検出したゼロクロス検出タイミングであり、電気角60°毎にホール信号HU、HV、HWのいずれかでHighレベルとLowレベルとが切り換わる。進角値生成部16は、ゼロクロス検出タイミング間(電気角60°や360°)を内蔵クロックによって計測することで、電気角1°の時間Tbを計測することができる。   In the advance value generation unit 16, a frequency Fa (period Ta = 1 / Fa) for intermittently driving the Hall elements 2U, 2V, and 2W is set in advance. The advance value generator 16 measures a time Tb of an electrical angle of 1 ° based on the input hall signals HU, HV, and HW. In the hall signals HU, HV, and HW input to the advance angle generation unit 16, the timing at which the high level and the low level are switched is the zero cross detection timing at which the zero cross of the hall voltage is detected, and every 60 ° of electrical angle. The high level and the low level are switched by any one of the hall signals HU, HV, and HW. The advance value generation unit 16 can measure the time Tb of the electrical angle of 1 ° by measuring the interval between the zero cross detection timings (electrical angle 60 ° or 360 °) with the built-in clock.

そして、進角値生成部16は、駆動電圧VRegが印加されていない時間(例えば周期Taの1/2)を計測した時間Tbで除算することでホール検出遅れ進角補正値を算出する。すなわち、ホール素子2U、2V、2Wの間欠駆動によるゼロクロス検出タイミングの遅れの最大値は、例えば周期Taの1/2となる。そこで、進角値生成部16は、駆動電圧VRegが0Vとなる時間に相当する電気角、すなわちゼロクロス検出タイミングの遅れの最大値である周期Taの1/2に相当する電気角に基づきホール検出遅れ進角補正値を算出する。なお、ゼロクロス検出タイミングの遅れは、必ずしも周期Taの1/2となることはなく、0〜周期Taの範囲となる。また、算出したホール検出遅れ進角補正値に、1未満に設定した係数kを乗算して出力するようにしても良い。   Then, the advance value generation unit 16 calculates the hall detection delay advance correction value by dividing the time during which the drive voltage VReg is not applied (for example, 1/2 of the period Ta) by the measured time Tb. That is, the maximum value of the zero-cross detection timing delay due to the intermittent driving of the Hall elements 2U, 2V, and 2W is, for example, 1/2 of the cycle Ta. Therefore, the advance value generation unit 16 detects the hall based on the electrical angle corresponding to the time when the drive voltage VReg becomes 0 V, that is, the electrical angle corresponding to ½ of the period Ta which is the maximum value of the zero-cross detection timing delay. The delay advance correction value is calculated. Note that the delay of the zero-cross detection timing is not necessarily ½ of the cycle Ta, but is in the range of 0 to the cycle Ta. Further, the calculated hole detection delay advance correction value may be multiplied by a coefficient k set to less than 1 and output.

例えば、モータ回転数=1000rpm、モータの極数=8極の場合、電気角1°の時間Tbは、約41.6μsとなる。そして、ホールの間欠駆動の周波数Fa=20KHz(周期Ta=50μs)の場合、ホール検出遅れ進角補正値は、1.2°となる。   For example, when the motor rotation speed is 1000 rpm and the motor pole number is 8 poles, the time Tb with an electrical angle of 1 ° is about 41.6 μs. When the frequency Fa of intermittent driving of the hall Fa = 20 KHz (period Ta = 50 μs), the hole detection delay advance angle correction value is 1.2 °.

以上説明したように、本実施の形態は、ロータの位置を検出する位置検出手段としてロータの磁極を検出して逆極性で一対のホール電圧を出力するホール素子2U、2V、2Wが配設されている3相ブラシレスDCモータMを駆動するモータ駆動装置1であって、ホール素子2U、2V、2Wに対して駆動電圧を間欠出力して間欠駆動するホールセンサ用電源として機能する内部レギュレータ13と、3相ブラシレスDCモータMの駆動巻線LU、LV、LWに印加する印加電圧を生成して出力するドライブ回路11と、ホール素子2U、2V、2Wから出力されるホール電圧がゼロクロスするゼロクロス検出タイミングを検出してホール信号HU、HV、HWを生成するホールアンプAmpU、AmpV、AmpWと、ホール信号HU、HV、HWに基づいてロータの回転位置を把握してドライブ回路11を駆動する回転制御部12と、ホール素子2U、2V、2Wの間欠駆動に起因するゼロクロス検出タイミングの遅れを加味した進角値を生成する進角値生成部16とを具備し、回転制御部12は、進角値生成部16によって生成された進角値に基づいてドライブ回路11から出力される印加電圧の位相を補正する。印加電圧の位相を補正は、進角値に基づいて位相を進めさせても良く、進角値に基づいて位相を遅れさせても良い。
この構成により、ホール素子2U、2V、2Wの間欠駆動によるゼロクロス検出タイミングの遅れに起因する進角遅れを進角制御によって補正することができるため、ホール素子2U、2V、2Wの間欠駆動に起因するゼロクロス検出タイミングの遅れに起因するモータ効率の悪化を防止することができる。
As described above, in this embodiment, Hall elements 2U, 2V, and 2W that detect the magnetic poles of the rotor and output a pair of Hall voltages with opposite polarities are disposed as position detecting means for detecting the position of the rotor. An internal regulator 13 that functions as a Hall sensor power source that intermittently drives the Hall elements 2U, 2V, and 2W by intermittently outputting drive voltages to the three-phase brushless DC motor M. Drive circuit 11 that generates and outputs applied voltages applied to drive windings LU, LV, and LW of three-phase brushless DC motor M, and zero-cross detection in which the Hall voltages output from Hall elements 2U, 2V, and 2W are zero-crossed Hall amplifiers AmpU, AmpV, AmpW that detect timing and generate Hall signals HU, HV, HW, and Hall signals HU, H , Based on the HW, grasps the rotational position of the rotor and drives the drive circuit 11, and the advance value taking into account the delay of the zero cross detection timing caused by the intermittent drive of the Hall elements 2U, 2V, 2W The rotation control unit 12 corrects the phase of the applied voltage output from the drive circuit 11 based on the advance value generated by the advance value generation unit 16. In correcting the phase of the applied voltage, the phase may be advanced based on the advance value, or the phase may be delayed based on the advance value.
With this configuration, the advance angle delay due to the delay in the zero cross detection timing due to the intermittent drive of the hall elements 2U, 2V, and 2W can be corrected by the advance angle control. It is possible to prevent the deterioration of the motor efficiency due to the delay of the zero cross detection timing.

さらに、本実施の形態において、進角値生成部16は、ゼロクロス検出タイミングの遅れに起因する進角遅れを補正するホール検出遅れ進角補正値を算出し、算出したホール検出遅れ進角補正値を加算した進角値を生成する。
この構成により、算出したホール検出遅れ進角補正値によって、ゼロクロス検出タイミングの遅れに起因する進角遅れを対象として補正することができ、進角制御をより正確に行うことができる。
Further, in the present embodiment, the advance value generation unit 16 calculates a hole detection delay advance correction value that corrects an advance delay due to a delay in the zero cross detection timing, and calculates the calculated hole detection delay advance correction value. An advance value obtained by adding is generated.
With this configuration, it is possible to correct the advance delay due to the delay of the zero cross detection timing by the calculated hole detection delay advance angle correction value, and it is possible to perform the advance angle control more accurately.

さらに、本実施の形態において、進角値生成部16は、ホール信号HU、HV、HWとホール素子2U、2V、2Wを間欠駆動する周期Taとに基づいてホール検出遅れ進角補正値を算出する。
この構成により、ホール信号HU、HV、HWによって回転数に応じたホール検出遅れ進角補正値を算出することができる。すなわち、ゼロクロス検出タイミングの遅れに起因する進角遅れは、回転数が大きくなるほど大きくなるが、回転数に応じたホール検出遅れ進角補正値を算出することで、回転数によって異なる進角遅れを適切に補正することができる。
Further, in the present embodiment, the advance value generation unit 16 calculates the Hall detection delay advance correction value based on the Hall signals HU, HV, HW and the period Ta for intermittently driving the Hall elements 2U, 2V, 2W. To do.
With this configuration, it is possible to calculate a hole detection delay advance correction value corresponding to the number of revolutions by using the hall signals HU, HV, and HW. In other words, the advance delay due to the delay in the zero cross detection timing increases as the rotation speed increases, but by calculating the hole detection delay advance correction value according to the rotation speed, the advance delay that varies depending on the rotation speed can be obtained. It can be corrected appropriately.

さらに、本実施の形態において、進角値生成部16は、ホール信号HU、HV、HWに基づいて電気角1°の時間Tbを計測し、ホール素子2U、2V、2Wを間欠駆動する周期Taの1/2に相当する電気角を算出することでホール検出遅れ進角補正値を算出する。
この構成により、ゼロクロス検出タイミングの遅れに起因する進角遅れの最大値に基づいて、進角遅れを適切に補正することができる。
Further, in the present embodiment, the advance value generation unit 16 measures a time Tb of an electrical angle of 1 ° based on the hall signals HU, HV, HW, and intermittently drives the hall elements 2U, 2V, 2W. The hole detection delay advance correction value is calculated by calculating an electrical angle corresponding to 1/2 of the above.
With this configuration, the advance delay can be appropriately corrected based on the maximum advance delay resulting from the zero cross detection timing delay.

(第2の実施の形態)
第2の実施の形態のモータ駆動装置1aは、図4を参照すると、内部レギュレータ13aと、進角値生成部16aと、電気角予測部17と、PWM制御部18とが、第1の実施の形態のモータ駆動装置1と異なっている。
電気角予測部17は、3相ブラシレスDCモータMが一定の回転数で回っているものと仮定して、ホール信号HU、HV、HWに基づいて、ホール素子2U、2V、2Wのそれぞれから出力されるホール電圧のゼロクロスタイミングをそれぞれ予測する。そして、電気角予測部17は、ホール電圧がゼロクロスする前のタイミングで、駆動切り換え信号VdをHighレベルに切り換え、ホール電圧のゼロクロスを検出すると、駆動切り換え信号VdをLowレベルに切り換える。なお、電気角予測部17に回転数を指示する外部からの制御信号Vspを入力し、入力されたホール電圧のゼロクロスが検出されたゼロクロス検出タイミングと、制御信号Vspとに基づいて、ホール電圧のゼロクロス前のタイミングを予測するようにしても良い。回転制御部12は、制御信号Vspによる指示に基づき駆動信号のデューティーを変調し、ドライブ回路11を駆動する。ドライブ回路11は、駆動信号に基づき3相ブラシレスDCモータMの回転数を制御する。
(Second Embodiment)
Referring to FIG. 4, the motor drive device 1a according to the second embodiment includes an internal regulator 13a, an advance value generation unit 16a, an electrical angle prediction unit 17, and a PWM control unit 18. It differs from the motor drive device 1 of the form.
The electrical angle prediction unit 17 assumes that the three-phase brushless DC motor M is rotating at a constant rotational speed, and outputs from each of the hall elements 2U, 2V, and 2W based on the hall signals HU, HV, and HW. Predict the zero crossing timing of the hall voltage to be generated. Then, the electrical angle predicting unit 17 switches the drive switching signal Vd to the high level at a timing before the hall voltage is zero-crossed, and when detecting the zero-crossing of the hall voltage, switches the drive switching signal Vd to the low level. It should be noted that an external control signal Vsp for instructing the rotational speed is input to the electrical angle predicting unit 17, and the Hall voltage is detected based on the zero cross detection timing at which the zero cross of the input Hall voltage is detected and the control signal Vsp. The timing before the zero crossing may be predicted. The rotation control unit 12 drives the drive circuit 11 by modulating the duty of the drive signal based on an instruction by the control signal Vsp. The drive circuit 11 controls the rotation speed of the three-phase brushless DC motor M based on the drive signal.

図5には、電気角予測部17に入力されるホール信号HU、HV、HWが示されている。ホール信号HU、HV、HWにおいて、HighレベルとLowレベルとが切り換わるタイミングは、ホール電圧のゼロクロスを検出したゼロクロス検出タイミングであり、電気角60°毎にホール信号HU、HV、HWのいずれかでHighレベルとLowレベルとが切り換わる。電気角予測部17は、まず、ゼロクロス検出タイミング間(例えば時刻ta〜tbや時刻ta〜td等)を内蔵クロックによって計測することで、ホール電圧のゼロクロス周期T1、すなわち3相ブラシレスDCモータMが電気角60°分回転する時間T1を算出する。   FIG. 5 shows Hall signals HU, HV, and HW that are input to the electrical angle predicting unit 17. In the hall signals HU, HV, and HW, the timing at which the high level and the low level are switched is the zero-cross detection timing at which the zero cross of the hall voltage is detected, and any one of the hall signals HU, HV, and HW every 60 ° electrical angle. As a result, the high level and the low level are switched. The electrical angle predicting unit 17 first measures the zero-cross cycle T1 of the Hall voltage, that is, the three-phase brushless DC motor M, by measuring the interval between the zero-cross detection timings (for example, time ta to tb, time ta to td, etc.) A time T1 for rotating by an electrical angle of 60 ° is calculated.

電気角予測部17は、算出したゼロクロス周期T1に基づき、ゼロクロス検出タイミングからゼロクロス周期T1が経過する前のタイミングで駆動切り換え信号VdをHighレベルに切り換える。例えば、電気角予測部17は、図5に示すように、ゼロクロス周期T1よりも電気角で10°前の駆動切り換え時間T2(T2=T1*50/60)を算出し、ゼロクロス検出タイミングから駆動切り換え時間T2後に、駆動切り換え信号VdをHighレベルに切り換える。例えば、3相ブラシレスDCモータMの極数が8極で回転数が1000rpmである場合、ゼロクロス検出タイミングから約6.25ms(7.5ms*50/60)後に、駆動切り換え信号VdをHighレベルに切り換える。   Based on the calculated zero-cross cycle T1, the electrical angle predicting unit 17 switches the drive switching signal Vd to the high level at a timing before the zero-cross cycle T1 elapses from the zero-cross detection timing. For example, as shown in FIG. 5, the electrical angle predicting unit 17 calculates a drive switching time T2 (T2 = T1 * 50/60) that is 10 ° before the zero cross period T1 and drives from the zero cross detection timing. After the switching time T2, the drive switching signal Vd is switched to the high level. For example, when the number of poles of the three-phase brushless DC motor M is 8 and the rotation speed is 1000 rpm, the drive switching signal Vd is set to High level after about 6.25 ms (7.5 ms * 50/60) from the zero cross detection timing. Switch.

本実施の形態では、間欠駆動からDC駆動に切り換えるタイミングを予測されるゼロクロスタイミングの電気角で10°前に設定した。この電気角の値は、ホール素子2U、2V、2Wの取り付け誤差や制御信号Vspに基づく回転数の変更に伴うゼロクロス検出タイミングのズレを考慮して適宜設定することができる。   In the present embodiment, the timing for switching from intermittent driving to DC driving is set to 10 ° before the predicted electrical angle of zero cross timing. The value of the electrical angle can be appropriately set in consideration of the mounting error of the Hall elements 2U, 2V, 2W and the shift of the zero cross detection timing accompanying the change in the rotational speed based on the control signal Vsp.

PWM制御部18は、発振器(OSC)14から一定間隔で出力されるパルスを周期とするPWM(Pulse Width Modulation)信号を生成する。なお、発振器(OSC)14から出力されるパルスの周期は、ホール電圧のゼロクロス周期より十分短い周期に設定されている。そして、内部レギュレータ13aは、PWM制御部18によって生成されるPWM信号に基づき、PWM信号がHighレベル時に駆動電圧VRegを出力し、PWM信号がLowレベル時に駆動電圧VRegの出力を停止する。これにより、ホール素子2U、2V、2Wは、PWM制御部18によって生成されるPWM信号に基づいてホール電圧のゼロクロス周期より十分短い周期で間欠駆動される。   The PWM control unit 18 generates a PWM (Pulse Width Modulation) signal whose period is a pulse output from the oscillator (OSC) 14 at regular intervals. Note that the period of the pulse output from the oscillator (OSC) 14 is set to a period sufficiently shorter than the zero-cross period of the Hall voltage. Then, based on the PWM signal generated by the PWM controller 18, the internal regulator 13a outputs the drive voltage VReg when the PWM signal is High level, and stops outputting the drive voltage VReg when the PWM signal is Low level. Accordingly, the Hall elements 2U, 2V, and 2W are intermittently driven with a period sufficiently shorter than the zero cross period of the Hall voltage based on the PWM signal generated by the PWM control unit 18.

PWM制御部18は、電気角予測部17から出力される駆動切り換え信号Vdに応じて、生成するPWM信号のデューティー比を変更させる。PWM制御部18は、図6に示すように、駆動切り換え信号VdがHighレベルである場合、駆動切り換え信号VdがLowレベルである場合に比べて、PWM信号のデューティー比を大きくする。これにより、ホール電圧のゼロクロス前からゼロクロスが検出されるまでのゼロクロス直前期間では、駆動電圧VRegの出力を停止する期間が短くなる。   The PWM control unit 18 changes the duty ratio of the generated PWM signal according to the drive switching signal Vd output from the electrical angle prediction unit 17. As shown in FIG. 6, the PWM control unit 18 increases the duty ratio of the PWM signal when the drive switching signal Vd is at a high level compared to when the drive switching signal Vd is at a low level. Thereby, in the period immediately before the zero cross is detected from the time before the zero cross of the Hall voltage, the period during which the output of the drive voltage VReg is stopped is shortened.

PWM制御部18で生成されるPWM信号は、進角値生成部16aにも入力される。進角値生成部16aは、ゼロクロス直前期間の駆動電圧VRegが印加されていない時間を、計測した時間Tbで除算することでホール検出遅れ進角補正値を算出する。ゼロクロス直前期間では、ゼロクロス直前期間以外の期間に比べて、駆動電圧VRegが印加されていない時間が短くなる。従って、進角値生成部16aで算出されるホール検出遅れ進角補正値も小さい値となる。これにより、ゼロクロスを検出する際の誤差は小さくなり、ホール素子2U、2V、2Wの間欠駆動に起因するゼロクロス検出タイミングの遅れに起因するモータ効率の悪化をより効果的に防止することができる。   The PWM signal generated by the PWM control unit 18 is also input to the advance value generation unit 16a. The advance angle value generation unit 16a calculates the hall detection delay advance angle correction value by dividing the time during which the drive voltage VReg in the period immediately before the zero cross is not applied by the measured time Tb. In the period immediately before the zero cross, the time during which the drive voltage VReg is not applied is shorter than the period other than the period immediately before the zero cross. Accordingly, the hole detection delay advance correction value calculated by the advance value generation unit 16a is also a small value. As a result, the error in detecting the zero cross becomes small, and it is possible to more effectively prevent the deterioration of the motor efficiency due to the delay in the zero cross detection timing caused by the intermittent drive of the hall elements 2U, 2V, and 2W.

図7には、駆動切り換え信号VdがLowレベルである場合、PWM信号のデューティー比を0%とした例が示されている。この場合、ゼロクロス直前期間以外の期間において、ホール素子2U、2V、2Wは、駆動電圧VRegが印加されない停止状態となり、消費電力をさらに低減することができる。   FIG. 7 shows an example in which the duty ratio of the PWM signal is 0% when the drive switching signal Vd is at the low level. In this case, the Hall elements 2U, 2V, and 2W are in a stopped state in which the drive voltage VReg is not applied in a period other than the period immediately before the zero cross, and the power consumption can be further reduced.

さらに、内部レギュレータ13aに電気角予測部17からの駆動切り換え信号Vdを入力し、図8に示すように、ゼロクロス直前期間以外の期間(駆動切り換え信号VdがLowレベルの期間)は、ゼロクロス直前期間(駆動切り換え信号VdがHighレベルの期間)に比べて、駆動電圧を低くさせるようにしても良い。すなわち、駆動電圧を低くした場合には、ホール信号HU、HV、HWの出力レベルが低くなるため、ノイズ等の影響で誤検出の虞が高くなるが、ゼロクロス直前期間以外の期間では、多少の誤検出は許容される。従って、ゼロクロス直前期間以外の期間は、駆動電圧を低くすることで、消費電力をさらに低減することができる。   Further, the drive switching signal Vd from the electrical angle prediction unit 17 is input to the internal regulator 13a, and as shown in FIG. 8, the period other than the period immediately before the zero cross (the period when the drive switching signal Vd is at the low level) is the period immediately before the zero cross. The drive voltage may be lowered as compared with (a period in which the drive switching signal Vd is at a high level). That is, when the drive voltage is lowered, the output level of the hall signals HU, HV, and HW is lowered, so that there is a high risk of erroneous detection due to the influence of noise or the like. False detection is allowed. Therefore, power consumption can be further reduced by lowering the drive voltage during the period other than the period immediately before the zero crossing.

以上説明したように、本実施の形態は、ロータの位置を検出する位置検出手段としてロータの磁極を検出して逆極性で一対のホール電圧を出力するホール素子2U、2V、2Wが配設されている3相ブラシレスDCモータMを駆動するモータ駆動装置1であって、ホール素子2U、2V、2Wに対して駆動電圧を間欠出力して間欠駆動するホールセンサ用電源として機能する内部レギュレータ13aと、3相ブラシレスDCモータMの駆動巻線LU、LV、LWに印加する印加電圧を生成して出力するドライブ回路11と、ホール素子2U、2V、2Wから出力されるホール電圧がゼロクロスするゼロクロス検出タイミングを検出してホール信号HU、HV、HWを生成するホールアンプAmpU、AmpV、AmpWと、ホール信号HU、HV、HWに基づいてロータの回転位置を把握してドライブ回路11を駆動する回転制御部12と、入力されたホール電圧のゼロクロスタイミングを予測する電気角予測部17と、ホール素子2U、2V、2Wの間欠駆動に起因するゼロクロス検出タイミングの遅れを加味した進角値を生成する進角値生成部16aと、を具備し、内部レギュレータ13aは、電気角予測部17による予測結果に基づいて、ホール電圧のゼロクロス前からゼロクロスが検出されるまでのゼロクロス直前期間は、ゼロクロス直前期間以外の期間に比べて、駆動電圧VRegを間欠出力するデューティー比を大きくさせ、進角値生成部16aは、ゼロクロス直前期間におけるホール素子2U、2V、2Wの間欠駆動に起因するゼロクロス検出タイミングの遅れを加味した進角値を生成させ、回転制御部12は、進角値生成部16aによって生成された進角値に基づいてドライブ回路11から出力される印加電圧の位相を補正する。
この構成により、ゼロクロスを検出する際の誤差は小さくなり、ホール素子2U、2V、2Wの間欠駆動に起因するゼロクロス検出タイミングの遅れに起因するモータ効率の悪化をより効果的に防止することができる。
As described above, in this embodiment, Hall elements 2U, 2V, and 2W that detect the magnetic poles of the rotor and output a pair of Hall voltages with opposite polarities are disposed as position detecting means for detecting the position of the rotor. An internal regulator 13a that functions as a Hall sensor power source that intermittently drives the Hall elements 2U, 2V, and 2W by intermittently outputting drive voltages to the three-phase brushless DC motor M. Drive circuit 11 that generates and outputs applied voltages applied to drive windings LU, LV, and LW of three-phase brushless DC motor M, and zero-cross detection in which the Hall voltages output from Hall elements 2U, 2V, and 2W are zero-crossed Hall amplifiers AmpU, AmpV, AmpW that detect timing and generate Hall signals HU, HV, HW, Hall signal HU, A rotation control unit 12 that drives the drive circuit 11 by grasping the rotational position of the rotor based on V and HW, an electrical angle prediction unit 17 that predicts zero-cross timing of the input Hall voltage, Hall elements 2U, 2V, An advance value generation unit 16a that generates an advance value that takes into account the delay of the zero-cross detection timing caused by intermittent driving of 2W, and the internal regulator 13a is based on the prediction result by the electrical angle prediction unit 17, In the period immediately before the zero cross of the Hall voltage until the zero cross is detected, the duty ratio for intermittently outputting the drive voltage VReg is larger than the period other than the period immediately before the zero cross, and the advance value generator 16a Add delay of zero cross detection timing due to intermittent driving of Hall elements 2U, 2V, 2W in the previous period To generate the advance value, the rotation control unit 12 corrects the phase of the applied voltage output from the drive circuit 11 on the basis of the advance value generated by the advance value generating unit 16a.
With this configuration, the error in detecting the zero cross is reduced, and the deterioration of the motor efficiency due to the delay in the zero cross detection timing due to the intermittent driving of the hall elements 2U, 2V, and 2W can be more effectively prevented. .

さらに、本実施の形態において、内部レギュレータ13aは、ゼロクロス直前期間以外の期間において、デューティー比を0パーセントとし、ホール素子2U、2V、2Wに対する駆動電圧VRegの出力を停止させる。
この構成により、消費電力をさらに低減することができる。
Further, in the present embodiment, the internal regulator 13a sets the duty ratio to 0 percent in a period other than the period immediately before the zero cross, and stops the output of the drive voltage VReg for the Hall elements 2U, 2V, and 2W.
With this configuration, power consumption can be further reduced.

さらに、本実施の形態において、内部レギュレータ13a、ゼロクロス直前期間以外の期間において、ゼロクロス直前期間に比べて、駆動電圧VRegを低くさせる。
この構成により、消費電力をさらに低減することができる。
Further, in the present embodiment, the drive voltage VReg is lowered in the period other than the period immediately before the zero regulator and the internal regulator 13a, compared to the period immediately before the zero cross.
With this configuration, power consumption can be further reduced.

さらに、本実施の形態において、電気角予測部17は、入力されたホール電圧のゼロクロスが検出されたゼロクロス検出タイミング間を計測し、当該計測結果に基づいて、ホール電圧のゼロクロス前のタイミングを予測する。
この構成により、ゼロクロス検出タイミング間の計測によって精度良くゼロクロスタイミングを予測することができる。
Further, in the present embodiment, the electrical angle predicting unit 17 measures the interval between the zero cross detection timings when the zero cross of the input Hall voltage is detected, and predicts the timing before the zero cross of the Hall voltage based on the measurement result. To do.
With this configuration, it is possible to accurately predict the zero cross timing by measuring between the zero cross detection timings.

さらに、本実施の形態において、電気角予測部17は、入力されたホール電圧のゼロクロスが検出されたゼロクロス検出タイミングと、回転数を指示する外部からの制御信号Vspとに基づいて、ホール電圧のゼロクロス前のタイミングを予測する。
この構成により、制御信号Vspによって簡単にゼロクロスタイミングを予測することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the electrical angle predicting unit 17 determines the Hall voltage based on the zero-cross detection timing at which the zero-cross of the input Hall voltage is detected and the control signal Vsp from the outside that indicates the rotation speed. Predict the timing before zero crossing.
With this configuration, the zero-cross timing can be easily predicted by the control signal Vsp.

以上の実施の形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また数値および各構成の組成(材質)等については例示にすぎない。従って本発明は、説明された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
例えば、ホールセンサとしてホール素子2U、2V、2WをホールICに置き換えても良く、複数のホールセンサは直列接続されても良い。
また、ホールセンサ用電源は、定電流源及び定電圧源のいずれでも良く、ホールセンサ用電源の構成に合わせて抵抗R1、R2を設けなくても良い。
また、ゼロクロス検出タイミング間を計測するために、内蔵クロックに限らず外部クロック或いはコンデンサの充放電等を利用しても良い。
The configurations, shapes, sizes, and arrangement relationships described in the above embodiments are merely schematically shown to the extent that the present invention can be understood and implemented, and numerical values and compositions (materials) of the respective components. Is merely an example. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, and can be modified in various forms without departing from the scope of the technical idea shown in the claims.
For example, Hall elements 2U, 2V, and 2W may be replaced with Hall ICs as Hall sensors, and a plurality of Hall sensors may be connected in series.
The Hall sensor power source may be either a constant current source or a constant voltage source, and the resistors R1 and R2 may not be provided in accordance with the configuration of the Hall sensor power source.
Further, in order to measure between the zero-cross detection timings, not only the internal clock but also an external clock or charge / discharge of a capacitor may be used.

1、1a モータ駆動装置
2U、2V、2W ホール素子
11 ドライブ回路
12 回転制御部
13、13a 内部レギュレータ
14 発振器(OSC)
15 回転信号取り込み部
16、16a 進角値生成部
17 電気角予測部
18 PWM制御部
AmpU、AmpV、AmpW ホールアンプ
LU、LV、LW 駆動巻線
M 3相ブラシレスDCモータ
VBB 主電源
Vcc 制御電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a Motor drive device 2U, 2V, 2W Hall element 11 Drive circuit 12 Rotation control part 13, 13a Internal regulator 14 Oscillator (OSC)
15 Rotation signal capturing unit 16, 16a Advance value generation unit 17 Electrical angle prediction unit 18 PWM control unit AmpU, AmpV, AmpW Hall amplifier LU, LV, LW Drive winding M 3-phase brushless DC motor VBB Main power supply Vcc Control power supply

Claims (9)

ロータの位置を検出する位置検出手段として前記ロータの磁極を検出して逆極性で一対のホール電圧を出力するホールセンサが配設されているブラシレスDCモータを駆動するモータ駆動装置であって、
前記ホールセンサに対して駆動電圧を間欠出力して間欠駆動するホールセンサ用電源と、
前記ブラシレスDCモータの駆動巻線に印加する印加電圧を生成して出力するドライブ回路と、
前記ホールセンサから出力されるホール電圧がゼロクロスするゼロクロス検出タイミングを検出してホール信号を生成するホールアンプと、
前記ホールアンプによって生成された前記ホール信号に基づいてロータの回転位置を把握して前記ドライブ回路を駆動する回転制御手段と、
前記ホールセンサの間欠駆動に起因する前記ゼロクロス検出タイミングの遅れを加味した進角値を生成する進角値生成手段とを具備し、
前記回転制御手段は、前記進角値生成手段によって生成された前記進角値に基づいて前記ドライブ回路から出力される前記印加電圧の位相を補正することを特徴とするモータ駆動装置。
A motor driving device for driving a brushless DC motor in which a Hall sensor that detects a magnetic pole of the rotor and outputs a pair of Hall voltages with opposite polarity is provided as position detecting means for detecting the position of the rotor,
A Hall sensor power source that intermittently drives the Hall sensor by intermittently outputting a drive voltage;
A drive circuit that generates and outputs an applied voltage to be applied to the drive winding of the brushless DC motor;
A hall amplifier that generates a hall signal by detecting a zero-crossing detection timing at which the hall voltage output from the hall sensor zero-crosses;
Rotation control means for grasping the rotational position of the rotor based on the Hall signal generated by the Hall amplifier and driving the drive circuit;
An advance value generating means for generating an advance value taking into account the delay of the zero-cross detection timing caused by the intermittent drive of the Hall sensor,
The motor driving apparatus according to claim 1, wherein the rotation control unit corrects the phase of the applied voltage output from the drive circuit based on the advance value generated by the advance value generation unit.
前記進角値生成手段は、前記ゼロクロス検出タイミングの遅れに起因する進角遅れを補正するホール検出遅れ進角補正値を算出し、算出した前記ホール検出遅れ進角補正値を加算した前記進角値を生成することを特徴とする請求項1記載のモータ駆動装置。   The advance angle value generation means calculates a hole detection delay advance angle correction value for correcting an advance angle delay caused by a delay in the zero cross detection timing, and adds the calculated hole detection delay advance angle correction value. The motor driving device according to claim 1, wherein a value is generated. 前記進角値生成手段は、前記ホール信号と前記ホールセンサを間欠駆動する周期とに基づいて前記ホール検出遅れ進角補正値を算出することを特徴とする請求項2記載のモータ駆動装置。   3. The motor driving apparatus according to claim 2, wherein the advance angle value generating unit calculates the hall detection delay advance angle correction value based on the hall signal and a period of intermittently driving the hall sensor. 前記進角値生成手段は、前記駆動電圧が0Vとなる時間に相当する電気角に基づいて前記ホール検出遅れ進角補正値を算出することを特徴とする請求項3記載のモータ駆動装置。   4. The motor drive device according to claim 3, wherein the advance angle value generation means calculates the Hall detection delay advance angle correction value based on an electrical angle corresponding to a time when the drive voltage becomes 0V. ロータの位置を検出する位置検出手段として前記ロータの磁極を検出して逆極性で一対のホール電圧を出力するホールセンサが配設されているブラシレスDCモータを駆動するモータ駆動装置であって、
前記ホールセンサに対して駆動電圧を間欠出力して間欠駆動するホールセンサ用電源と、
前記ブラシレスDCモータの駆動巻線に印加する印加電圧を生成して出力するドライブ回路と、
前記ホールセンサから出力されるホール電圧がゼロクロスするゼロクロス検出タイミングを検出してホール信号を生成するホールアンプと、
前記ホールアンプによって生成された前記ホール信号に基づいてロータの回転位置を把握して前記ドライブ回路を駆動する回転制御手段と、
入力された前記ホール電圧のゼロクロスタイミングを予測する電気角予測手段と、
前記ホールセンサの間欠駆動に起因する前記ゼロクロス検出タイミングの遅れを加味した進角値を生成する進角値生成手段とを具備し、
前記ホールセンサ用電源は、前記電気角予測手段による予測結果に基づいて、前記ホール電圧のゼロクロス前からゼロクロスが検出されるまでのゼロクロス直前期間は、前記ゼロクロス直前期間以外の期間に比べて、駆動電圧を間欠出力するデューティー比を大きくさせ、
前記進角値生成手段は、前記ゼロクロス直前期間における前記ホールセンサの間欠駆動に起因する前記ゼロクロス検出タイミングの遅れを加味した進角値を生成させ、
前記回転制御手段は、前記進角値生成手段によって生成された前記進角値に基づいて前記ドライブ回路から出力される前記印加電圧の位相を補正することを特徴とするモータ駆動装置。
A motor driving device for driving a brushless DC motor in which a Hall sensor that detects a magnetic pole of the rotor and outputs a pair of Hall voltages with opposite polarity is provided as position detecting means for detecting the position of the rotor,
A Hall sensor power source that intermittently drives the Hall sensor by intermittently outputting a drive voltage;
A drive circuit that generates and outputs an applied voltage to be applied to the drive winding of the brushless DC motor;
A hall amplifier that generates a hall signal by detecting a zero-crossing detection timing at which the hall voltage output from the hall sensor zero-crosses;
Rotation control means for grasping the rotational position of the rotor based on the Hall signal generated by the Hall amplifier and driving the drive circuit;
Electrical angle predicting means for predicting the zero-crossing timing of the input Hall voltage;
An advance value generating means for generating an advance value taking into account the delay of the zero-cross detection timing caused by the intermittent drive of the Hall sensor,
The Hall sensor power supply is driven based on a prediction result by the electrical angle predicting means in a period immediately before the zero crossing of the Hall voltage until a zero cross is detected compared to a period other than the period immediately before the zero crossing. Increase the duty ratio for intermittent voltage output,
The advance value generation means generates an advance value that takes into account the delay of the zero cross detection timing due to intermittent driving of the Hall sensor in the period immediately before the zero cross,
The motor driving apparatus according to claim 1, wherein the rotation control unit corrects the phase of the applied voltage output from the drive circuit based on the advance value generated by the advance value generation unit.
前記ホールセンサ用電源は、前記ゼロクロス直前期間以外の期間において、前記デューティー比を0パーセントとし、前記ホールセンサに対する駆動電圧の出力を停止させることを特徴とする請求項5記載のモータ駆動装置。   6. The motor driving apparatus according to claim 5, wherein the hall sensor power supply sets the duty ratio to 0 percent in a period other than the period immediately before the zero crossing, and stops outputting the driving voltage to the hall sensor. 前記ホールセンサ用電源は、前記ゼロクロス直前期間以外の期間において、前記ゼロクロス直前期間に比べて、駆動電圧を低くさせることを特徴とする請求項5又は6記載のモータ駆動装置。   The motor driving apparatus according to claim 5 or 6, wherein the hall sensor power supply lowers the driving voltage in a period other than the period immediately before the zero cross compared to the period immediately before the zero cross. 前記電気角予測手段は、入力された前記ホール電圧のゼロクロスが検出されたゼロクロス検出タイミング間を計測し、当該計測結果に基づいて、前記ホール電圧のゼロクロス前のタイミングを予測することを特徴とする請求項5乃至7いずれかに記載のモータ駆動装置。   The electrical angle predicting means measures between zero-cross detection timings when the input zero cross of the Hall voltage is detected, and predicts the timing before the zero cross of the Hall voltage based on the measurement result. The motor drive device according to claim 5. 前記電気角予測手段は、入力された前記ホール電圧のゼロクロスが検出されたゼロクロス検出タイミングと、回転数を指示する外部からの制御信号とに基づいて、前記ホール電圧のゼロクロス前のタイミングを予測することを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに記載のモータ駆動装置。   The electrical angle predicting means predicts the timing before the zero cross of the Hall voltage based on the zero cross detection timing at which the zero cross of the input Hall voltage is detected and an external control signal that indicates the rotation speed. The motor drive device according to claim 5, wherein the motor drive device is provided.
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